KR20040066156A - Ｅｌ 디스플레이 장치와 그 제조 방법 - Google Patents

Ｅｌ 디스플레이 장치와 그 제조 방법 Download PDF

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KR20040066156A
KR20040066156A KR10-2004-7008850A KR20047008850A KR20040066156A KR 20040066156 A KR20040066156 A KR 20040066156A KR 20047008850 A KR20047008850 A KR 20047008850A KR 20040066156 A KR20040066156 A KR 20040066156A
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티. 에이치. 에프. 리덴밤코엔
아이. 해스컬엘리아브
제이. 에이. 버즈크오스카
리프카허버트
씨. 더네벨드폴러스
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 기판, 상기 기판 위에 배치된 제 1 전극들, 상기 제 1 전극들 위에 배치된 제 2 전극들, 및 상기 제 1 전극들의 적어도 하나 위에 배치되며 상기 제 2 전극들의 두 개를 분리하는 적어도 하나의 전기 절연 구조체를 포함하는, 전자 발광 디스플레이 장치와 같은 장치에 관한 것이다. 절연 구조체는 구조체의 상부면에서 상기 구조체 아래의 제 1 전극으로 연장하는 개구를 포함한다. 본 발명은 또한 이러한 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 한 양호한 실시예에 있어서, 본 방법은 희생 구조체들의 사용을 포함하는데, 이 구조체들을 통해 개구들이 얻어지고 그 상부들은 각각의 절연 구조체들의 전체 길이를 따라 연장한다.

Description

ＥＬ 디스플레이 장치와 그 제조 방법{EL display device and method of manufacturing the same}
상기 언급된 종류의 전자발광 디스플레이 장치들은 종래 기술에서 공지되어 있다. 이러한 장치의 예는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는데, 이들은 EL 장치의 단면도와 상기 제 2 전극들의 침착 이전의 완전히 완성되지 않은 EL 장치의 정면도를 각각 도시한다. 이 특정 장치는 ITO(indium tin oxide)와 같은 전기 도전성 투명 재료로 이루어진 상대적으로 넓은 평행한 스트립들(본 경우에 있어서는 애노드들(2))이 예를 들면 PVD(physical vapor deposition)에 의해 침착되는 유리로 이루어진 투명 기판(1)을 포함한다. 계속해서, 전기 절연 재료의 평행한 스트립들(3)이 애노드들(2) 위에 90도의 각도로 배치된다. 이들 절연 구조체들(3)은 예를 들면 하부 절연 베이스 또는 풋(foot)(4)과 상부 리지(upper ridge; 5)를 포함한다.
EL 재료의 스트립들(6)은, 예를 들면, 잉크젯 프린팅 또는 진공 증착에 의해 절연 구조체들(3) 사이에 침착된다. EL 스트립(6)은 둘 이상의 서브레이어, 예를 들면, 하부 홀 전송층, 방출층, 및 상부 전자 전송층을 포함할 수 있다. 캐소드 층(7)은 EL 스트립들(6)과 절연 구조체들(4, 5) 위에 침착된다. 이들 구조체들(4, 5)의 존재로 인해, 캐소드들(7)은 마스크를 사용하지 않고 형성될 수 있다. 즉, 다시 말하면, 캐소드들(7)은 자기 정렬(self-aligning)된다.
도 1 및 도 2에 도시된 장치와 유사하며 첫 번째 문단에 따른 장치는 예를 들면 영국 특허 출원 GB 제2347017호에 개시되어 있다. 이 공보의 도 1은 스트라이프와 마찬가지로 소정의 간격으로 간격이 벌어진 애노드들을 구비하는 기판을 포함하는 유기 EL 장치의 단면도를 도시한다. 캐소드들의 패터닝과 상호 절연을 달성하기 위해서, 애노드들은 다수의 립들(ribs)을 구비하는데, 그들의 쌍은 '미리정해진 간격으로 서로 이격되도록 나란히 배치된다'.
상기 상술된 장치들의 애노드들과 캐소드들을, 예를 들면, 공통 커넥터 또는 제어기에 전기적으로 연결하는 것은 많은 공간을 필요로 하며 따라서 활성 영역의 손실을 가져오며 그리고/또는 상당한 크기의 장치를 필요로 한다.
본 발명은 기판(1), 상기 기판(1) 위에 배치된 제 1 전극들(2), 상기 제 1 전극들(2) 위에 배치된 제 2 전극들(7), 및 상기 제 1 전극들(2) 중 적어도 하나 위에 배치되며 상기 제 2 전극들(7) 중 두 개를 분리하는 적어도 하나의 전기 절연 구조체(3; 4, 5)를 포함하는, 전자발광(electroluminescent; EL) 디스플레이 장치와 같은 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 EL 장치의 부분적인 단면도.
도 2는 도 1에 따른 완전히 완성되지 않은 EL 장치의 개략적인 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 EL 장치의 부분적인 단면도.
도 4는 도 3에 따른 완전히 완성되지 않은 EL 장치의 상세 정면도.
도 5a 내지 도 5f는 도 4에 도시된 개구에 대한 6개의 적절한 형상을 도시하는 도면.
도 6은 도 3에 따른 EL 장치를 더 상세하게 도시한 부분적인 단면도.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 제 2 장치의 네 단계를 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 장치들의 보다 콤팩트한 설계를 가능하게 하는 것이다.
이를 위해서, 본 발명은 절연 구조체가 구조체의 상부면으로부터 상기 구조체 아래의 제 1 전극까지 연장하는 개구를 포함하는 것을 특징으로 한다. 전기 도전성 재료가 절연 구조체 내에 그리고/또는 그 상부면 위에 졍렬되고 상기 구조체 아래의 제 1 전극과 접촉하는 것이 바람직하다.
하기에 더욱 상세히 논의되겠지만, 본 발명에 따른 장치는, 무엇보다도, 제 1 및 제 2 전극들을 장치의 한 측 상에 위치된 커넥터 또는 제어기에 접속시키는 리드들(leads)의 복잡하지 않은 라우팅(routing)을 가능하게 한다.
본 발명은 또한 EL 디스플레이 장치와 같은 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 전기적 절연 구조체의 상부면으로부터 구조체 아래의 제 1 전극까지 연장하는 개구를 구비하는 절연 구조체를 특징으로 한다. 전기 도전성 재료는 중간층과 전기 절연 구조체 위에 침착되어, 구조체 아래의 제 1 전극과 접촉하는 층을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 장치의 설계와 상기 장치의 제조에 사용되는 마스크의 레이아웃에 대한 상대적으로 적은 조정은 별도로 하더라도, 제조 공정 그 자체, 즉, 개개의 공정 단계들의 성질과 순서는 기존 공정과는 기본적으로 상이할 필요가 없다.
개구의 벽의 적어도 일부가 기판의 상부면에 대해서 또는 기판의 상부면과 평행한 가상의 평면에 대해서 포지티브 각(positive angle), 즉 90도를 넘는 각을 형성하면, 상기 전기 도전성 재료와 제 1 전극 사이의 전기적 접촉이 향상된다.
전기 절연 재료로서 네거티브 포토레지스트를 사용하는 것에 의해, 네거티브하게 각이진 외벽과 포지티브하게 각이진 내벽, 즉 상기 개구의 벽들을 갖는 절연 구조체를 단일의 마스크에 의해 얻는 것이 가능한 것으로 나타났다.
본 발명은 본 발명의 여러 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
동일한 또는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 상이한 디스플레이 장치들의 부품들은 동일한 도면부호들을 갖는다. 도 1 및 도 2는 앞서 설명되었다.
도 3은 예를 들면 0.3 내지 0.7㎜ 범위의 두께를 갖는 유리 기판(1)을 포함하는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 부분적인 단면도를 도시한다. 실질적으로 평행한 스트립 형상의 애노드(2)의 패턴은, 종래의 포토리소그래피 공정에 의해, 예를 들면, 100 내지 300㎚의 범위의 두께를 갖는 ITO와 같은 투명 도전성 재료의 막을 침착하고 그것에 포토레지스트 패턴을 포함하는 일반적으로 공지된 에징 공정을 수행하는 것에 의해 기판(1) 상에 배치된다.
계속해서, 포지티브 포토레지스트와 같은 전기 절연성의 폴리머로 이루어진층을 기판(1)과 애노드들(2)의 어셈블리 상에 스핀 코팅한다. 분리용 스트립들(isolation strips; 4)의 패턴은 패턴화된 마스크에 의해 이 층에서 정의되는데, 상기 마스크는 유지될 폴리머층의 일부를 덮고 동시에, 피복되지 않은 부분은 자외선에 노출되어, 상기 층이 현상된다. 본 발명에 따르면, 분리 스트립들(4) 각각은, 바람직하게는 동일한 마스크에 의해, 애노드(2)를 노출시키는 개구를 가진다.
분리용 스트립들(4)을 형성하기 위한 공정은 네거티브 포토레지스트로 반복된다. 이를 위해, 네거티브 포토레지스트의 층이 지금까지 얻어진 구조체 상에 침착되고 또 다른 패턴화된 마스크가 이 스핀코팅된 층위에 위치된다. 이 마스크는 분리용 스트립들(4)의 개구들과 부분적으로 배치된 홀들을 포함하는 네거티브 포토레지스트에 구조체를 전적으로 노출시키기 위해 사용된다. 이와 같이 하여, 리지들(5)이 얻어지는데, 그것의 어느 한 측의 벽들은 기판(1)과 네거티브 각을 이루지만, 이렇게 생성된(도 4) 개구들(8)의 벽은 상기 기판(1) 및 애노드(들)(2)과 평행한 평면과 포지티브 각을 이룬다.
이 특정한 실시예의 분리 스트립들(4) 사이에, 50 내지 5000Å의 범위의 두께를 갖는 홀 전송층(hole transporting layer; HTL)과 5 내지 5000Å의 두께를 갖는 방출층(6b)이 침착된다. 이러한 침착은, 예를 들면, 진공 침착(만약 디스플레이가 소위 유기 LED 디스플레이인 경우) 또는 잉크젯 프린팅(만약 디스플레이가 폴리머 LED 디스플레이인 경우)에 의해 수행될 수 있다. 현대의 프린팅 기술들은 재료가 침착되는 영역과 어셈블리가 보호되지 않은 영역을 정확하게 제어한다. 그러므로, 개구들 내의 재료의 침착이 쉽게 회피될 수 있다.
다음에, 캐소드 층이 전체 구조체 위에 침착되어, 리지들(5)의 상부 상의 리드들(9)과 리지들(5) 사이에서 자기 배치된 평행한 캐소드들(7)로서 나타나게 된다. 리지들(5)의 측벽들의 네거티브 각으로 인해, 리드들(9)은 캐소들(7)로부터 전기적으로 분리된다. 대조적으로, 개구들(8)의 벽들의 포지티브 각에 의해 리드들(9)과 애노드들(2) 사이에 전기적 접속이 확실하게 된다.
이렇게 얻어진 크로스바(cross-bar) 구성에 있어서, 리드들(9)은 캐소드들(7)과 평행하게 되고 상기 캐소드들(7)이 끝나는 측과 동일한 측에서 끝난다. 결과적으로, 애노드들이 종료하는 측(들)에서 캐소드들(7)이 종료하는 측까지, 복잡하지 않고 공간 소비적이지 않은 리드들의 라우팅이 얻어지고 캐소드들(7)과 애노드들(2) 둘 다는 장치의 한 측 상에 위치된 단일의 그리고 상대적으로 작은(좁은) 커넥터와 플렉스포일(flexfoil)에 의해 제어기에 접속될 수 있다.
일반적으로, 각각의 리드(9)는 단일의 개구(8)를 포함할 수 있는데, 이 경우 리드(9)는 단일의 특정한 애노드(2)와 연결되고, 또는 각각의 리드(9)는 다수의 개구들(8)을 포함할 수 있는데, 이 경우 단일의 리드(9)는 한 그룹의 애노드들(2)을 구동하도록 사용될 수 있음을 주지한다. 리지들(5)이 충분히 넓으면, 예를 들면, 하나 이상의 리드들(9)의 중간 부분을 제거하여, 선택적으로 엇갈리게된(optionally staggered) 대응하는 수의 개구들(8)을 통해 대응하는 수의 애노드들에 접속될 수 있는 두 개(또는 그 이상)의 평행한 리드들(9)을 효과적으로 형성하는 것도 가능하다.
도 5a 내지 도 5f는 리드들(9)과 애노드들(2) 사이의 전기적 접속을 더 향상될 수 있는 개구들(8)을 형성하기 위한 네거티브 및 포지티브 마스크들의 여러가지 적절한 형상들을 도시한다. 네거티브 포토레지스트가 사용되면, 형상들은 마스크의 개구를 나타낸다. 포지티브 포토레지스트가 사용되면, 형상들은 마스크섹션(masksection)을 나타낸다.
네거티브 포토레지스트의 경우에 있어서, 도 5a에 따른 형상은 세 개의 60도의 각을 포함하고, 도 5b에 따른 형상은 효과적으로는 90도인 네 개의 270도의 각들과, 여덟 개의 90도의 각도들을 포함한다. 예각, 즉 90도 이하의 각은 포지티브 슬로프를 갖는 벽들로 나타나게 된다. 이 효과는 국부적인 노출 부족(underexposure)을 유발하는 포토레지스트의 노출 동안 간섭 및/또는 회절 효과들로 인한 것이다. 따라서, 개구들(8)을 형성하기 위한 마스크는 다수의 90도 이하의 각 또는 270도 이상의 각을 포함하는 것이 바람직하다.
도 5c 내지 도5f는 적절한 형상들의 다른 예들, 즉 네 개, 다섯 개, 및 32개의 예각들을 포함하는 별 모양들과, 대안으로, 12개 대신 24개의 예각들을 포함하는 도 5b에 따른 십자가를 각각 도시한다.
리드들(9)과 애노드들(2) 사이의 전기적 접속은 애노드(2) 상에, 포지티브 포토레지스트의 작은 물방울(droplet) 같은, 구조체를 제공하는 것에 의해 더 향상될 수 있다. 도 4의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따른 단면도를 도시하는 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 이러한 작은 물방울(10)은 애노드(2)와 절연 구조체(5)의 상부면 사이의 스텝(step)의 높이를 감소시켜, 리드(9)와 이 애노드(2) 사이의 전기적 접속을 더향상시킨다. 상기 작은 물방울(10)은 또한 절연 구조체(5)를 형성하기 위해 사용될 포토레지스트의 노출 동안 빛의 반사를 변화시킨다. 이들 변화들은 상기 스텝의 브리징(bridging)을 더 용이하게 하는 식으로 절연 구조체(5) 벽들의 형상과 슬로프에 영향을 끼치도록 활용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 제조하기 위한 네 단계를 도시하는데, 여기서 개구들(8)의 상부와, 리드들(9)은 리지들(5)의 전체 길이를 따라 연장한다.
예를 들면 100㎚의 두께를 갖는 실리콘 산화물과 같은, 절연 재료의 스트립들(4)이 스트립 형의 애노드들(2)을 구비하는 기판 위에 침착된다. 상기 스트립들(4) 각각은 애노드(2)와 나중에 침착될 리드(9) 사이의 전기적 접속을 가능하게 하기 위해 홀 또는 개구(도시되지 않음)를 포함한다.
포토레지스트의 희생 구조체(sacrificial structure; 11)가 계속해서 스트립들(4) 상에 침착되고, 제 2 절연 재료의 층(5), 예를 들면, 200㎚의 두께를 갖는 실리콘 질화물의 층과, 포토레지스트의 두꺼운 층(12)으로 피복된다. 이 층(12)은 현상되고, 층(5)과 함께, 예를 들면 플라즈마 에칭에 의해 부분적으로 제거되어 애노드들(2)(의 일부)과 희생 구조체(11)를 노출시킨다. 그 후, 포토레지스트의 두꺼운 층(12)과 희생 구조체(11)는, 예를 들면 각각 스트립핑(stripping)과 에칭에 의해 완전히 제거되어, 개구, 더 정확하게는, 채널(8)을 각각 포함하는 리지들(5)을 형성하게 된다. 홀 전송층, 방출층, 및 전자 전송층이 계속해서 증착 또는 잉크젯 프린팅에 의해 리지들(5) 사이에 침착되고 캐소드 층이 전체적인 구조체 위에 침착된다. 이 캐소드 층은 본질적으로 캐소드들(7)과 리드들(9)을 형성하며, 리드들(9)각각은 (절연 스트립들(4) 내의 대응하는 홀들 또는 개구들을 통해) 특정한 애노드(2)와 접촉하고 진행하여 캐소드들(7)과 평행하게 종료한다.
본 발명은 청구의 범위의 사상 내에서 여러가지 방식들로 변경될 수 있는 상기 상술된 실시예들에 제한되지 않는다. 예를 들면, 전자발광 디스플레이 장치들은 별개로 하더라도, 본 발명은 예를 들면 마이크로일렉트로-메카니컬 장치들 또는 스캐닝 전자 현미경에 사용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 기판(1), 상기 기판(1) 위에 배치된 제 1 전극들(2), 상기 제 1 전극들(2) 위에 배치된 제 2 전극들(7), 및 상기 제 1 전극들(2) 중 적어도 하나 위에 배치되며 상기 제 2 전극들(7) 중 두 개를 분리하는 적어도 하나의 전기 절연 구조체(3; 4, 5)를 포함하는, 전자발광 디스플레이 장치와 같은, 장치에 있어서,
    상기 절연 구조체(4,5)는 상기 구조체(4,5)의 상부면에서부터 상기 구조체(4,5) 아래의 제 1 전극(2)으로 연장하는 개구(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    전기 도전성 재료(9)가 상기 절연 구조체(4,5) 내에 및/또는 그 위에 배치되고 상기 구조체(4,5) 아래의 상기 제 1 전극(2)과 접촉하는, 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 개구(8)의 벽의 적어도 일부는 상기 기판(1)의 상부면 또는 상기 기판(1)의 상부면과 평행한 가상의 평면과 포지티브 각을 형성하는, 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 다수의 실질적으로 평행한 제 1 전극들(2)과, 상기 제 1전극들(2)과 각을 형성하는 다수의 실질적으로 평행한 제 2 전극들(7)과, 상기 제 2 전극들(7)을 분리하는 다수의 연장되는 실질적으로 평행한 전기적 절연 구조체들(4,5), 및 상기 제 1 및 제 2 전극들(2,7) 사이에 배치되는 전자발광층(6)을 포함하는, 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전기 도전성 재료는 상기 절연 구조체들(4,5)의 적어도 일부의 상부에 전기적 리드들(leads: 9)을 형성하고, 이들 리드들(9)의 적어도 일부는 단일의 제 1 전극(2)에 전기적으로 접속되는, 장치.
  6. 적어도, 기판(1) 위에 제 1 전극들(2)을 배치하는 단계와, 상기 제 1 전극들 위에 적어도 하나의 전기 절연 구조체(3;4,5)를 배치하는 단계와, 상기 제 1 전극들(2) 위에 그리고 상기 전기 절연 구조체(4,5)를 벗어나 중간층(6)을 배치하는 단계를 포함하는, 전자발광 디스플레이 장치와 같은, 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 절연 구조체(들)은 상기 전기 절연 구조체(4,5)의 상부면으로부터 상기 구조체(4,5) 아래의 상기 제 1 전극(2)으로 연장하는 개구(8)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    전기 도전 재료(7,9)가 상기 중간층(6)과 상기 전기 절연 구조체(4,5) 위에 침착되어, 상기 구조체(4,5) 아래의 상기 제 1 전극(2)과 접촉하는 층(9)을 형성하는, 방법.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 개구(8)의 벽의 적어도 일부는 상기 기판(1)의 상부면 또는 상기 기판(1)의 상부면과 평행한 가상의 평면과 포지티브 각을 형성하는, 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 전기 절연 구조체(4,5)는 포토레지스트를 포함하고, 상기 구조체(4,5)와 상기 개구(8)는 상기 개구(8)가 형성될 다수의 예각들(A)을 포함하는 마스크에 의해 형성되는, 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 포토레지스트는 네거티브 포토레지스트인, 방법.
  11. 제 6항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개구(8)의 적어도 일부는 희생 구조체(sacrificial structure; 11)에 의해 얻어지는, 방법.
KR10-2004-7008850A 2001-12-10 2002-11-20 Ｅｌ 디스플레이 장치와 그 제조 방법 KR20040066156A (ko)

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